Модельный эксперимент по очистке загрязненных нефтью почв

Введение                              техногенных нарушений природы одним из

В настоящее время среди различных наиболее серьезных и трудноустраняемых является нефтезагрязнение. Нефть и ее компоненты (ароматические, нафтеновые и парафиновые углеводороды) являются одними из самых опасных загрязнителей, попадающих в почву в процессах добычи, транспортировки, переработки и хранения. Хронические разливы нефти приводят к быстрой и полной деградации ландшафтов (Израэль, Ровинский 1986; Amadi et al., 1993).

Для ускорения процесса самоочищения почв от нефти используются все природные резервы экосистемы, в том числе и биологические. Микробиологические методы очистки почв способны дополнять различные технологии, а в определенных ситуациях не имеют аналогов (Walker, 1985; Пиковский, 1993; Н.А. Киреева и др., 2001).

В настоящее время интенсивно разрабатываются и применяются методы микробиологической очистки природных сред от нефтяного загрязнения, основанные на использовании чистых или смешанных культур углеводородокисляющих микроорганизмов в сочетании с различными веществами, стимулирующими их активность. Эффективность этих методов может быть значительно повышена путем изменения соответствующих физико-химических условий среды и внесением ассоциации специально подобранных штаммов микроорганизмов, обладающих выраженными углеводородо-кисляющими свойствами. (Славина, Середина, 1992; Сидоров и др., 1997). Одним из важных условий микробиологической очистки нефтезагрязнений является способность различных групп микроорганизмов (бактерий, актиномицетов, дрожжевых грибов и миксомицетов) совместно «бороться» с загрязнением, а также обладать высокой иннокулятивной жизнеспособностью [1-4].

Так как углеводородокисляющие микроорганизмы являются постоянными компонентами почвенных биоценозов, появилось стремление использовать их катаболическую активность для восстановления загрязненных нефтью почв. Ускорить очистку почв от нефтяных загрязнений с помощью микроорганизмов возможно в основном двумя способами:

• -    активизируя метаболическую активность естественной микрофлоры почв путем изменения соответствующих физико-химических условий среды;

• -    внесением специально выделенных из естественной микрофлоры активных нефте-

• окисляющих микроорганизмов в загрязненную почву.

Обьекты и методы исследования.

«Национальный центр Биотехнологии РК» КН МОН РК создал "технологию рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами земель, с помощи выделенных из аборигенной микрофлоры культур микроорганизмов-деструкторов", прошедшей государственную экологическую экспертизу. По количеству и токсичности данная деятельность относится к IV категории опасности.

Технология рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами почвы с помощью выделенных из аборигенной микрофлоры культуры микроорганизмов-деструкторов применяется при рекультивации замазученных территорий с 2006 г. Работы по микробиологической очистке почвы проводились на загрязненных территориях месторождения «Жанаталап» (Атырауская область), месторождения «Косчагыл» (Атырауская область), биоремедиационной площадке ТОО «Эко-техникс» (г.Кульсары, Атырауская область), на месторождениях «Узень», «Же-тибай», «Каламкас» (Мангистауская область). Работы осуществлялись под контролем комитетов по охране природы этих регионов.

С помощью агротехнических приемов можно ускорить процесс самоочищения загрязненных нефтью почв путем создания оптимальных условий для проявления потенциальной катоболитической активности углеводородокисляющих микроорганизмов, входящих в состав естественного микробиоценоза.

Рыхление загрязненных почв увеличивает диффузию кислорода, снижает концентрацию углеводородов в почве, обеспечивает разрыв поверхностных пор, насыщенных нефтью, но в то же время способствует равномерному распределению компонентов нефти и нефтепродуктов в почве и увеличению активной поверхности взаимодействия. При этом создается оптимальный водный, газовоздушный и тепловой режимы растет численность микроорганизмов, их активность, усиливается активность почвенных ферментов, увеличивается энергия биохимических процессов. Оптимальная температура почвы для внесения препарата 20-380С.

Результаты и их обсуждение.

В марте 2011года в филиале «Экологическая биотехнология» «НЦБ РК» КН МОН РК поставлен модельный эксперимент по очистке нефтезагрязненных почв. Почва взята с месторождения «Косшагыл».

Для проведения эксперимента исполь- зовали 30 пластмассовых лотков размером 15х13 см и высотой 10 см. (рисунок).

Ml |	М2 |	М3 |	M4 |	M5 |	M6 |	M7 |	MS |	M9 |	MIO |
Ml |	М2 |	М3 |	M4 |	MS |	M6 |	M7 |	MS |	M9 |	MIO |
Ml	М2 ।	М3	M4	MS	M6	M7	MS	M9	MIO

Рисунок - Схема модельного эксперимента

Условные обозначения:

М1- контроль;

М2- контроль+увлаж.;

М3- Рыхл. + увлаж.;

М4-Рыхл.+увлаж.+Мин.Удоб.+Орг.

Удоб.;

М5- Рыхл. + увлаж.+известь;

М6-Рыхл.+увлаж.+Биопрепарат «Бакойл»;

М7-Рыхл.+увлаж.+Биопрепарат «Бакойл»+ Мин.Удоб.;

М8-Рыхл.+увлаж.+Биопрепарат «Бакойл»+ Орг.Удоб.;

М9-Рыхл.+увлаж.+Биопрепарат «Бакойл»+ Мин.Удоб.+ Орг.Удоб.;

М10-Рыхл.+увлаж.+Биопрепарат «Ба-койл»+Мин.Удоб.+Орг.Удоб.+Известь (комплексный).

Проведен химический анализ гравимет- рическим методом для определения исходного содержания нефти в почве. Содержание нефти в почве составило 147 000 мг/кг.

Биопрепарат «Бакойл» введен в почву модельного эксперимента (на участках с биопрепаратом) один раз. Согласно иструкции биопрепарата, препарат наносится путем распыления на загрязненную поверхность. Агротехнические мероприятия (рыхление, увлажнение) проводились 2 раза в неделю.

Через 30 дней после внесения консорциумов микроорганизмов отобраны образцы почв с лотков.

Проведен химический анализ образцов гравиметрическим методом, определено содержание нефти в почве после введения биопрепарата. Результаты приведены в табл. 1.

Таблица 1 – Результаты химического анализа образцов по определению содержания нефти в почве после введения биопрепарата

Название пробы	Исходное содержание нефти, мг/кг	Содержание нефти через месяц после внесения биопрепарата, мг/кг	Деструкция нефти, %
М 1	147 000	143 600	2,31
М2	147 000	142 000	3,40
М3	147 000	141 000	4,08
М4	147 000	128 000	12,92
М5	147 000	127 300	13,40
М6	147 000	94 000	36,05
М7	147 000	83 000	43,53
М8	147 000	80 000	45,57
М9	147 000	78 600	46,53
М10	147 000	70 000	52,38

По результатам исследования наиболее эфективным для очистки нефтезагрязненных почв показал 10 вариант опыта (Рыхл. + увлаж. +Биопрепарат «Бакойл»+ Мин.Удоб.+ Орг.Удоб.+Известь), деструкция нефти -52,38%.

Заключение

Микроорганизмы, входящие в состав биопрепарата «Бакойл», адаптированы к природно-климатическим условиям Западного Казахстана и к средам с высокой соленостью, безопасны для почвенного мик- робиоценоза, так как выделены из нефтезагрязненных почв Атырауской области. Микроорганизмы, входящие в состав биопрепарата, используют нефть и нефтепродукты в качестве единственного источника питания.

Биопрепарат «Бакойл» подходит для очистки нефтезагрязненой поверхности почвы, процесс деструкции протекает в период от нескольких недель до нескольких месяцев в зависимости от степени загрязнения объекта, химического состава загрязнителя, климатических и физико-химических параметров среды.